研究目的:目前放射治疗已经广泛应用于肿瘤的局部治疗,随着放疗技术与硬件的不断革新,放疗的局部控制率逐渐提高,然而许多经放射治疗过的肿瘤患者仍面临短期内局部复发和照射野外远处转移问题,因此,如何进一步提高放疗疗效和保持长久的抗肿瘤效应是目前所面临的一个重要研究问题。肿瘤免疫微环境是放疗抵抗和肿瘤复发的根源之一,也是限制放疗实际疗效的关键因素。肿瘤靶向穿透肽iRGD通过与受体神经纤毛蛋白-1(NRP-1)结合,增强肿瘤组织的通透性,有利于小分子药物和纳米粒子到达肿瘤组织内部,从而增强药物的抗肿瘤效果。但是目前还没有肿瘤靶向穿透肽增强放射治疗效果的研究。在本论文中,我们首次研究了肿瘤靶向穿透肽对放疗疗效的影响。本研究从以下几个方面进行研究:1)在体外3 D肿瘤细胞球模型中研究放疗联合iRGD对3 D细胞球的生长抑制作用;2)在小鼠4T1乳腺癌模型中验证放疗联合iRGD的抗肿瘤效果并进行安全性评价;3)检测荷瘤小鼠脾脏和肿瘤内骨髓源性抑制细胞(MDSCs)的含量,对iRGD增强放疗疗效的作用机制进行初步探讨。研究方法:构建乳腺癌3 D肿瘤细胞球,镜下观察肿瘤细胞生长及形态变化并计算细胞球体积评估放疗联合iRGD对3 D细胞球的生长抑制作用;构建小鼠4T1乳腺癌模型,10天左右通过鼠尾静脉将iRGD注射到荷瘤小鼠体内,然后用5 Gy电子线对小鼠进行放疗,观察放疗后肿瘤生长和小鼠体重变化,研究放疗联合iRGD的体内抗肿瘤作用;实验结束后处死小鼠,取小鼠心、肝、肾进行H&E染色评估联合治疗的体内安全性;取脾脏和肿瘤,用流式细胞仪分析脾脏及肿瘤中MDSCs的数量变化,CBA法测量肿瘤组织内细胞因子的变化,探讨联合治疗的作用机制。结果:体外3D细胞球证实,与空白对照组及单纯放疗组和单纯iRGD组相比,放疗联合iRGD组的球体体积明显减小;在小鼠4T1乳腺癌模型中,与空白对照组及单纯放疗组和单纯iRGD组相比,放疗联合iRGD组肿瘤生长显著延迟,且肿瘤重量明显减轻。而且,联合治疗组小鼠体重没有明显差别,心、肝、肾组织的H&E染色均较未见明显异常,表明联合治疗具有较高安全性。流式细胞仪分析表明联合治疗组的小鼠脾脏和肿瘤中MDSCs数量明显减少。此外,联合治疗组肿瘤组织内的IL-6水平明显下降。结论:本研究以4T1乳腺癌为模型,首次验证了肿瘤靶向穿透肽iRGD可以增强放疗疗效,其作用机制可能是iRGD使放疗引起的免疫活化效应增强,减少了肿瘤微环境中MDSCs细胞的募集,进而增强放疗效果。放疗联合iRGD治疗具有较好的临床应用潜力,为增强放疗疗效提供了新的思路和治疗策略。